FI125078B - Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen - Google Patents
Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen Download PDFInfo
- Publication number
- FI125078B FI125078B FI20105458A FI20105458A FI125078B FI 125078 B FI125078 B FI 125078B FI 20105458 A FI20105458 A FI 20105458A FI 20105458 A FI20105458 A FI 20105458A FI 125078 B FI125078 B FI 125078B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- air
- heat
- temperature
- circuit
- liquid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
- F24D11/0235—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy
- F24D11/0242—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy contained in exhausted air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F12/006—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an air-to-air heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/11—Geothermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/22—Ventilation air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
- F24F2005/0053—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground receiving heat-exchange fluid from a well
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
- F24F2005/0064—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground using solar energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/272—Solar heating or cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/56—Heat recovery units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi KÄYTTÖTILAN ILMAN LÄMPÖTILAN SÄÄTELEMISEEN Keksinnön tausta
Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen. Keksintö koskee niin ikään patenttivaatimuksen 9 johdannon mukaista järjestelyä tällaisen menetelmän suorittamiseksi.
Aikaisemmasta tunnetaan lämmitykseen, jäähdytykseen ja ilmanvaihtoon tarkoitettuja laitteita, jotka hyödyntävät käytössä olevia energialähteitä vain rajoitetusti. Yleensä nämä laitteet hyödyntävätkin joko maasta tai ilmasta saatavaa energiaa tai aurinkoenergiaa, mutta vain harvoissa ratkaisuissa on pystytty hyödyntämään samanaikaisesti tai vaihtoehtoisesti useampaa energianlähdettä. Tässä yhteydessä erityisen kiinnostavia ovat erilaiset kylmätekniikkaan perustuvat lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät, joita on eri muodoissaan ollut käytössä jo vuosikymmenten ajan. Kylmäteknisten laitteiden avulla voidaan poistaa käyttötilasta ylilämpöä ja siirtää tämä tilan ulkopuolelle. Laitteiden avulla voidaan myös lämmittää käyttötilaa, kun kylmälaitteella on jokin lämpö-energialähde - ulkoilma, käyttötilaan ohjattava ilma, käyttötilasta poistettava ilma tai maa - jota voidaan jäähdyttää. Tyypillisimpiä laitteita, joilla lämmitetään käyttötilaa tuomalla maasta tai ulkoilmasta lämpöä ovat niin sanotut maa- ja ilmalämpöpumput. Tilassa olevaa lämpöenergiaa hyödyntäviä ratkaisuja ovat erilaiset poistoilmalämpöpumput, joiden nimityksetkin jo kertovat niiden käyttämästä ensisijaisesta lämmönlähteestä. Näihin tunnettuihin ratkaisuihin liittyy kuitenkin useita puutteita ja ongelmia. Niinpä perinteisen ilmalämpöpumpun kyky siirtää ulkoilmasta lämpöenergiaa käyttötiloihin tai vesivaraajaan on rajallinen. Toisaalta myös ainoana lämmityslaitteena toimivan poistoilmalämpöpumpun teho riittää vain noin viiteen pakkasasteeseen. Tämän jälkeen käyttötilojen lämpötilan ylläpitoon tarvitaan lisälämmitystä, joka tavanomaisimmin on suora sähkö.
Kylmätekniikkaa käytettäessä, lämmön ja erityisesti kylmän tuottamisessa, tarvitaan aina sähköenergiaa. Lämpöä tuotettaessa sähkön määrä riippuu erityisesti lämpöenergian lähteen lämpötilasta. Tavanomaisesti lämpö-energian lähteen lämpötilan ollessa noin 0°C kyetään yhdellä 1kW sähköä tuottamaan 3kW lämpöä. Jäähdytyksessä 1 kW sähköä saadaan tuotettua kylmää tavanomaisesti vain 2,5 -1,5 kW, riippuen jäähdytettävän tilan jäähdytys-tarpeesta. Näiden kylmäteknisten laitteiden lisäksi on tunnettua hyödyntää erilaisia passiivisia auringon säteilylämmöstä lämpöenergiaa kerääviä paneeleita tai putkia, jotka lähinnä soveltuvat kesäaikaiseen käyttöveden lämmitykseen. Näistä laitteista lämpöenergia siirretään lämpöä ja pakkasta sietävän nesteen avulla järjestelmään liitettyyn varaajaan. Aurinkolämmityskauden ulkopuolella varaajan lämpötila on tavanomaisesti kuitenkin pidettävä yllä muilla lämmön-tuottotavoilla, esimerkiksi lämpöpumpulla. Keväällä ja syksyllä, kun auringosta saatavan lämpöenergian taso ei ole riittävä käyttöveden lämmittämiseen, sitä voidaan kuitenkin hyödyntää korottamaan maapiirin välitysnesteen lämpötilaa ja sitä kautta lämpöpumpun hyötysuhteen nostamisessa.
Kaikki edellä kuvatut laitteet ovat pääasiallisesti käytössä lämmöntuotannossa, mutta niillä voidaan suorittaa myös kuvatulla tavalla käyttötilan lämpötilan alentamista. Kylmätekniikan käytön ongelmana on niiden tarvitsema sähköenergia. Erityisesti jäähdytystekniikassa ongelmaksi muodostuu useissa tapauksissa syntyvän sähköllä tuotetun lämmitysenergian hyötykäyttö.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on kehittää sellainen menetelmä ja menetelmän toteuttava järjestely, että yllä mainitut ongelmat saadaan ainakin pääosin ratkaistua. Niinpä esillä olevassa lämmönsäätömenetelmässä ja -järjestelyssä hyödynnetään maasta, auringosta ja rakennuksen vaipan läpi poistuvaa lämpöenergiaa esimerkiksi rakennuksen käyttötiloihin ohjattavan ilman ja käyttöveden lämmittämisessä.
Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelyllä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa 1 ja 9. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja järjestelyssä matalaener-gialähteen keräyspiiriä käytetään tarvittavan lämmittävän ja jäähdyttävän väli-tysnesteen siirtämisessä. Maaperästä saatava, Suomessa yleensä 0...10°C olevan, välitysnesteen avulla otetaan lisäksi käyttötilasta poistettavasta ilmasta lämpöä talteen, mikäli käyttötilaan ohjattavaa ilmaa täytyy lämmittää.
Tavanomaisesti ”maapiiriksi” kutsutun ja lämmönlähteestä lämpö-energiaa keräävän välineen merkitystä ja käyttöä on seuraavassa lavennettu ottamalla käyttöön termi ”keräyspiiri”, jollaisella lämpöenergiaa on kerättävissä tavanomaiseen tapaan maaperästä tai vesistöstä, mutta myös muista energialähteistä, kuten kaukolämpöverkosta, tai rakennuksen eri tiloista.
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä käyttötilasta poistettavasta ilmasta saatavaa lämpöenergiaa voidaan hyödyntää aikaisempaa tehokkaammin käyttötilaan ohjattavan ilman lämpötilan säätämiseen. Käyttötilasta poistettava ja ulkoilmaan johtavaan poistokanavaan ohjattava ilma luovuttaa lämpöenergiastaan suuren osan keksinnön mukaisessa järjestelyssä olevalle nestepatterille. Käyttötilasta poistettavan ilman lämpötila on lämpöenergian talteen ottavan nestepatterin siirtopinnasta ja ulkoilman lämpötilasta riippuen 1...7°C, poistettavan ilman siirtyessä poistokanavaan. Käyttötilasta poistettavasta ilmasta saatavalla lämpöenergialla voidaan lämmittää keräyspii-ristä johdettavaa välitysnestettä, mikäli sen lämpötila on käyttötilasta poistettavaa ilmaa alhaisemmassa lämpötilassa ja järjestelyn mukaisella käyttötilaan ohjattavan ilman lämpötilaa säätelevällä tuloilmapatterilla on lämmöntarvetta.
Mikäli keräyspiiristä saatavan välitysnesteen lämpösisältö ei edelleenkään riitä käyttötilaan ohjattavan ilman lämmittämiseen haluttuun lämpöti-latasoon, mahdollistaa esillä oleva menetelmä ja järjestely myös lisälämmön ottamisen järjestelyyn liittyvän lämmönvaihdinvälineen varaajasta. Näin väli- tysnesteen lämpötila voidaan aina nostaa riittävän korkeaksi lämpötilatavoit-teeseen pääsemiseksi.
Esillä olevassa ratkaisussa on välitysnesteen virtaus edelleen jaettavissa vähintään kahteen osaan, jolloin aikaansaadaan kohtuulliset virtaus-määrät niin lämmitysjärjestelmän siirtoputkissa, kuin erityisesti käyttötilasta poistettavasta ilmasta lämpöä keräävälle ja käyttötilaan ohjattavaan ilmaan lämpöä luovuttavalle nestepatterille johtavassa siirtoputkessa. Tällöin poistettavan ilman nestepatterin kautta ohjattava välitysneste on lopuksi johdettavissa suoraan maaperään häiritsemättä muuta lämmön talteenottojärjestelmää.
Ohjaamalla rakennuksen yläpohjaan kerääntynyt tai siihen johdettu ilma edellä mainitun tai tähän tarkoitukseen varatun erillisen nestepatterin kautta ulkoilmaan, voidaan tästäkin ilmasta ottaa lämpöenergia talteen.
Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelyn tavoitteena on ensisijaisesti hyödyntää maasta saatavaa energiaa lämmityksessä ja jäähdytyksessä mahdollisimman vähällä sähkön käytöllä. Keksintö mahdollistaa kuitenkin myös auringosta ja rakennuksen rakenteista saatavan energian hyödyntämisen aina, kun se on lämpöteknisesti mahdollista. Käyttötilasta poistettavan ilman energian kerääminen ja käyttötilaan ohjattavan ilman lämmittäminen sekä keräyspiirin toiminnan ylläpito on toteutettavissa vain yhdellä pumpulla. Vain järjestelyyn liittyvän varaajan lämmön hyödyntäminen käyttötilaan ohjattavan ilman lämmitykseen vaatii erillisen latauspumpun.
Kesäaikainen käyttötilaan ohjattavan ilman jäähdytys ja kuivatus voidaan suorittaa johtamalla tuloilmapatteriin keräyspiiristä saatavaa alhaisessa +5...10°C lämpötilassa olevaa välitysnestettä, jolloin tuloilmapatterilta il-manvaihtokojeen lämmön talteenottokennolle tulevan ilma on jäähtynyt lämpötilaan +10...18°C. Samalla käyttötilaan ohjattava ilma on jäähtyessään luovuttanut merkittävän osan sen mukanaan ulkoilmasta kuljettamasta kosteudesta, jolloin sisäilman kosteutta saadaan lisäksi laskettua. Lämmön talteenottoken-nossa ilman lämpötilaa voidaan jälleen nostaa, koska käyttötilasta poistettavasta ilmasta voidaan siirtää lämpöenergiaa käyttötiloihin ohjattavaan ilmaan. Näin käyttötiloihin ohjattavan ilman jälkilämmitystarve on erittäin vähäinen tai sitä ei ole ollenkaan.
Keksinnön muita mukanaan tuomia etuja on esitetty seuraavassa, kun keksinnön erityisiä suoritusmuotoja on kuvattu tarkemmin.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, jolloin kuvio 1 esittää oheisen keksinnön erästä käyttöympäristöä; kuvio 2 esittää keksinnön käyttöympäristön erästä toista ilman virtauksen toteutusmuotoa; kuvio 3 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon kaavamaista toimintakaaviota; kuvio 4 esittää keksinnön toisen suoritusmuodon kaavamaista toimintakaaviota; kuvio 5 esittää keksinnön kolmannen suoritusmuodon kaavamaista toimintakaaviota; ja kuvio 6 esittää erästä järjestelyyn liittyvää suoritusmuotoa yläpohjassa olevan lisäenergian hyödyntämiseksi.
Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen selostus
Esillä olevissa kuvioissa menetelmää ja järjestelyä matalaener-gialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen ei ole esitetty mittakaavassa, vaan kuviot ovat kaavamaisia, ilmentäen edullisten suoritusmuotojen periaatteellista rakennetta ja toimintaa. Tällöin kuvioihin viitenumeroin osoitetut rakenneosat vastaavat tässä selityksessä viitenumeroin merkittyjä rakenneosia.
Esillä olevaa menetelmää sovelletaan hyödynnettäväksi järjestelyssä matalaenergian keräämiseksi, jollainen tyypillisesti käsittää keräyspiirin 1, jossa kierrätetään erityistä välitysnestettä, jonka avulla haetaan erilaisista lämmönlähteistä, kuten maasta, kalliosta, vesistön pohjasedimentistä tai vesistöstä, saatavaa lämpöenergiaa. Toki lämmönlähteenä voidaan hyödyntää mitä hyvänsä muutakin välitysnesteeseen lämpöenergiaa luovuttavaa lämmönläh-dettä. Tähän keräyspiirin liittyy niin ikään tulo- ja paluupiirit 2 ja 3, joissa väli-tysnestettä kierrätetään rakenteeltaan ja toiminnaltaan erilaisissa lämmönvaih-dinvälineissä ja niihin liittyvissä varaajissa välitysnesteeseen kertyneen lämpö-energian talteen ottamiseksi. Järjestelyssä välitysnestettä kierrätetään esimerkiksi kuvion 4 mukaisesti tehokkaan keräyspiiripumpun 4 avulla, jonka ohjaamiseen tarvitaan sinänsä tunnettua säätöjärjestelmää, jolla välitysnesteen liikkeitä ohjataan niin keräyspiirissä 1 kuin siihen liittyvässä tulopiirissä 2. Järjestelylle on ominaista, että siinä käyttökohteen yhdestä tai useammasta käyttötilasta 5 poistettavasta ilmasta 6 saatavaa lämpöenergiaa käytetään käyttötiloihin ohjattavan ilman 7 lämmittämiseen. Mikäli poistettavasta ilmasta talteen otettava lämpöenergia ei riitä käyttötilaan ohjattavan ilman lämmittämiseen haluttuun lämpötilatasoon, on mahdollista hyödyntää järjestelyn lämmönvaihdinvälineen 8 varaajasta 9 saatavaa lisäenergiaa, jolla välitys-nesteen lämpötila nostetaan riittävän korkeaksi asetettuun lämpötilatavoittee-seen pääsemiseksi.
Matalaenergian hyödyntäminen esillä olevalla järjestelyllä on toteutettavissa esimerkiksi siten, että ensi vaiheessa määritellään käyttötiloissa 5 halutun sisälämpötilan suhde ulkoilmassa 10 vallitsevaan lämpötilaan. Tämän jälkeen määritellään keräyspiiristä 1 tulopiirille 2 saapuvan välitysnesteen lämpötila. Totutusta poiketen välitysnestettä ei ohjatakaan tässä järjestelyssä suoraan esimerkiksi lämmönvaihdinvälineessä 8 olevan lämpöpumpun höyrystimelle 11, jossa se välittömästi luovuttaisi lämpöenergiasisältönsä. Sen sijaan välitysnestettä hyödynnetään ensi vaiheessa ainakin osittain säätelemään käyttötiloihin ohjattavan ilman 7 lämpötilaa. Tämä toteutetaan siten, että käyttötilojen 5 sisälämpötilan ollessa mitattua ulkoilmassa 10 vallitsevaa lämpötilaa korkeampi ja välitysnesteen lämpötilan ollessa ulkoilmasta käyttötiloihin ohjattavan ilman 7 lämmitystarpee-seen nähden alhainen, ohjataan välitysneste tässä järjestelyssä esimerkiksi kuvion 3 mukaiseen lisäkiertoon käyttötiloista poistettavan ilman 6 virtauksesta lämmön talteen ottavalle nestepatterille 12, hyödyntäen sinänsä tunnettuja säätölaitteita. Tällainen sinänsä tunnettu nestepatteri on siis sovitettu joko käyttötiloista ulkoilmaan johtavaan poistokanavaan 13 tai sen yhteyteen, jolloin se ottaa talteen poistettavasta ilmasta 6 ennalta määrätyn energiasisällön. Tämä energiasisältö siirtyy lämpöenergian muodossa esillä olevassa järjestelyssä välitysnesteeseen. Välitysnesteen lämpöenergiasisällön ollessa mahdollisesti vielä käyttötilaan ohjattavan ilman 7 lämmitystarpeeseen nähden liian pieni, ohjataan välitysneste edelleen lämmönvaihdinvälineen 8 varaajaan 9 liittyvän läm-mityspiirin 14 lämmitettäväksi, jolla viimeistään voidaan saavuttaa tavoitettava lämpötilataso.
Tavoitettavan lämpötilatason omaava välitysneste johdetaan tämän jälkeen käyttötilaan 5 ohjattavan ilman 7 lämpötilaa säätävälle tuloilmapatterille 15. Tässä tuloilmapatterissa välitysnesteestä siirtyy lämpöenergiaa käyttötilaan ohjattavaan ilmaan ja sen lämpötila voidaan säätää erikseen määritettävissä olevalle tasolle, jotta käyttötilan sisälämpötila pysyy oleellisesti tasaisena ja voidaan välttyä käyttötilaan ohjattavan ilman aiheuttamalta vedon tunteelta. Tällainen järjestely on toteutettavissa rakenteellisesti monin eri tavoin. Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty kaksi vaihtoehtoista suoritusmuotoa, jossa kuviossa 1 ilman lämpösisällön säätelyyn tarkoitetut välineet 12 ja 15 ovat hajasijoitettuja, edullisesti rakennuksen ulkoseinille. Tällaisessa suoritusmuodossa välineet voivat sijaita samassa tai eri käyttötilassa. Välineitä voi toki olla useita, jolloin ne edullisesti ovat sijoitettuina pareittain eri käyttötiloihin 5. Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa nestepatteri 12 ja tuloilmapatteri 15 muodostavat osan ilmanvaihtokojeesta 16, joka edullisesti on sovitettu samaan lämmönvaihdinvälineeseen 8. Toki tämä ilmanvaihtokoje voidaan sijoittaa myös erilleen lämmönvaihdinvälineestä, vaikka sitä ei tässä yhteydessä ole erikseen esitetty.
Jos toisaalta edellä suoritetuissa mittauksissa ulkoilmassa 10 vallitseva lämpötila onkin käyttötilojen 5 sisälämpötilaa korkeampi, ohitetaan sanotut käyttötilasta poistettavan ilman 6 virtauksesta lämmön talteen ottavan nes-tepatterin 12 ja lämmönvaihdinvälineen 8 varaajan 9 lämmityspiirin 14 kautta tapahtuva välitysnesteen lisäkierto. Näin välitysneste johdetaan suoraan käyt tötilaan ohjattavan ilman 7 lämpötilaa säätävälle tuloilmapatterille 15, jossa vä-litysnesteeseen siirtyykin käyttötilaan ohjattavasta ilmasta lämpöenergiaa. Tällä tavoin käyttötilaan ohjattavan ilman 7 lämpötila säätyy nytkin erikseen määritettävissä olevalle tasolle.
Tuloilmapatterin 15 ohitettuaan välitysneste johdetaan lämmönvaih-dinvälineen 8 paluupiirin 3 kautta takaisin keräyspiiriin 1, jossa se lämpiää lämmönlähteen luovuttamasta lämpöenergiasta.
On myös mahdollista ohjata paluupiiriin 3 johdettu välitysneste ainakin osittain suoraan keräyspiirin 1 jälkeiseen tulopiiriin 2 siirtojohdolla 3a, kuvion 4 esittämällä tavalla. Näin keräyspiirissä olevan välitysnesteen kiertoaika pitenee ja lämmönlähteeseen varautuneelle lämpöenergialle annetaan lisää aikaa siirtyä jäähtynyttä keräyspiirin 1 putkea kohti siinä kiertävän välitysnesteen lämmittämiseksi.
Keräyspiirin 1 kyky siirtää energiaa on riippuvainen välitysnesteen virtausnopeudesta. Kun virtaus muuttuu keräyspiirissä turbulenttiseksi, välitys-nesteen kyky sitoa ja luovuttaa energiaa kasvaa merkittävästi. Koska toisaalta lämmön keräyksessä ja jaossa on taloudellista käyttää vakiotuotannossa olevia välineitä, kuten neste-ja tuloilmapattereita 12 ja 15, on keräyspiiri edullista jakaa vähintään kahteen osaan, esimerkiksi kuvion 4 esittämällä tavalla. Tällaisessa suoritusmuodossa välitysnesteen virtausmäärät järjestelyssä ja erityisesti käyttötilasta 5 poistettavasta ilmasta 6 lämpöä keräävällä ja käyttötilaan ohjattavaan ilmaan 7 lämpöä luovuttavalla nestepatterilla 12 ovat kohtuulliset. Tällöin poistettavasta ilmasta lämpöenergiaa talteen ottava nestepatterin välitysneste voidaan johtaa suoraan keräyspiiriin. Lämminvaihdinvälineen käsittäessä lämpöpumpun, johdetaan välitysneste kuitenkin tämän höyrystimen 11 kautta keräyspiiriin. Käyttötilaan 5 ohjattavalle ilmalle 7 johdetaan välitysneste, tarvittaessa sitä lämmittävän nestepatterin kautta, käyttötilaan ohjattavan ilman lämpöä säätävälle tuloilmapatterille 15 ja sieltä edelleen keräyspiiriin, jossa välitysnesteen lämpötila säätyy keräyspiirin tasoon. Tämä menetelmän toinen suoritusmuoto onkin toteutettavissa siten, että keräyspiiristä 1 ohjattu välitysnesteen virtaus jaetaan kahteen tai useampaan tulopiirin 2 osaan. Tällä tavoin lämmönlähteessä kiertävän välitysnesteen nopeus on nostettavissa kaksin- tai moninkertaiseksi tarvitsematta kasvattaa keräyspiirin osana olevia lämmönkeräys- ja luovutuslaitteita. Keräyspiiripum-pun 4 kierrättämä välitysneste jakautuukin näin kahteen tai useampaan eri siir-toputkeen tullessaan lämmönlähteestä tulopiiriin. Näin menetellen käyttötilasta poistettavan ilman 6 virtauksesta lämmön talteen ottavan nestepatterin 12 ja lämmönvaihdinvälineen 8 varaajan 9 lämmityspiiri 14 muodostavat menetelmän mukaisessa järjestelyssä eri virtauspiirit. Tässä esimerkiksi kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa käyttötilasta poistettava ilman 6 virtauksesta välitysnesteeseen siirtynyt lämpöenergia johdetaankin jatkuvasti järjestelyssä olevan lämmönvaihdinvälineen 8 ja pa-luupiirin 3 kautta suoraan takaisin keräyspiiriin 1. Sitä vastoin käyttötilojen 5 sisälämpötilan ollessa ulkoilmassa 10 vallitsevaa lämpötilaa matalampi, lämmitetään välitysneste lämmönvaihdinvälineen varaajan 9 lämmityspiiriin 14 johdetulla vedellä tavoitettavaan lämpötilatasoon. Tämä lämmennyt välitysneste ohjataan tuloilmapatterille 15 käyttötilaan ohjattavan ilman 7 lämpötilan säätämiseksi. Käyttötilojen lämpötilan ollessa ulkoilmassa 10 vallitsevaa lämpötilaa korkeampi, keskeytetään lämmityspiirin 14 toiminta esimerkiksi pysäyttämällä veden johtaminen varaajasta 9 lämmityspiirin, jonka jälkeen vasta välitysneste ohjataan paluupiiriin 3 ja edelleen keräyspiiriin. Välitysnesteen lämpöenergian sisältöä voidaan myös lisätä toisilla lämmönlähteillä. Tällaisen lisäenergialähteen 17 voi esimerkiksi muodostaa rakennuksen yläpohja 18. Yläpohjan lämpötila voi pakkasaikaan aurinkoisena päivänä nousta +30...50°C lämpötilaan ja sen lämpötila on yöaikaankin useita asteita ulkoilmaa 10 korkeampi. Johtamalla yläpohjan ilma ulkoilmaan esimerkiksi kuvion 6 mukaisen erillisen lisälämmönvaihtimen muodostaman nestepatterin 19 kautta voidaan tästä ilmavirrasta ottaa lämpöä talteen sanotun neste-patterin avulla.
Esillä olevan järjestelyn eräässä kolmannessa, kuvioiden 5 ja 6 mukaisessa, suoritusmuodossa lisäenergialähteestä 17 otetaankin lämpöenergia talteen esimerkiksi ohjaamalla, tässä suoritusmuodossa rakennuksen yläpohjasta 18, ilmavirta 20 tuuletuspuhaltimen 21 avulla edullisesti eristettyyn kanavaan 22 ja siinä olevaan edellä kuvailtuun välitysnestettä kierrättävään neste- patteriin 19. Tällaisessa menettelyssä ilmavirtaa ohjaava tuuletuspuhallin on edullisesti lämpötilasäädetty siten, että se toimii täydellä teholla kanavassa vir-taavan yläpohjasta johdetun ilman lämpötilan ollessa yli +5°C ja teho alenee tasaisesti ilman lämpötilaan -10°C saakka, jolloin tuuletuspuhallin pysähtyy. Tuuletuspuhaltimen pysähtyessä kanavaan 22 asennettu säätöpelti 23 sulkee virtausreitin estäen ilmavirtausta aiheuttamasta kanavan nestepatterissa 19 olevan välitysnesteen jäätymisen.
Kun toisaalta kanavassa 22 oleva välitysnestettä kierrättävän nes-tepatterin 19 lämpötila on alhaisempi kuin sille ohjattavaksi tarkoitetun välitys-nesteen lämpötila, järjestetään välitysneste ohittamaan sanottu nestepatteri.
Lisäenergialähteestä 17 lämpöenergiaa keräävään piiriin on myös sovitettavissa lämmönvaihdin käyttöveden esilämmittämiseksi. Johtamalla yläpohjan 18 ilma ulkoilmaan 10 kanavassa 22 olevan nestepatterin 19 kautta, voidaan tästä ilmavirrasta ottaa lämpöä talteen sanotun nestepatterin avulla. Nestepatterista välitysneste voidaan ohjata lämmönvaihdinvälineen 8 käyttöveden esilämmitysvaraajaan 24, johon se luovuttaa lämpöä. Tämän jälkeen välitysneste palautetaan suoraan keräyspiiriin, tai mikäli lämmönvaihdinväli-neenä on maalämpöpumppu, osittain tai kokonaan tämän höyrystimen 11 kautta keräyspiiriin. Lämmönvaihdinvälineen 8 lämpöpumpun höyrystimelle 11 ohjattavan välitysnesteen lämpötilan ollessa lämpöpumpun käyttämän kylmäaineen ja kylmäainepiirissä olevien teknisten ratkaisujen sallimassa lämpötilassa, se johdetaan höyrystimen kautta, mutta välitysnesteen lämpötilan poiketessa sallitusta ohjataan välitysneste ainakin osittain ohi höyrystimen suoraan paluupiiriin ja edelleen keräyspiirin.
Esillä oleva ja edellä kuvattu menetelmä toteutetaan esimerkiksi kuvion 3 mukaisella järjestelyllä, joka käsittää edellä mainitun keräyspiirin 1 ja tässä kierrätettävän välitysnesteen, jonka liikkeitä ohjataan keräyspiiripumpulla 4 sekä sinänsä tunnetulla säätöjärjestelmällä. Välitysnesteeseen kertyneen lämpöenergian talteen ottamiseksi ja välittämiseksi edelleen käyttökohteeseensa järjestelyssä on keräyspiirin 1 liitetty tulopiiri 2, sekä lämmönvaihdinvälineet 8 niihin liittyvine varaajineen 9 ja 24. Näiden lisäksi järjestely käsittää mittavälineet ulkoilmassa 10 vallitsevan lämpötilan ja keräyspiiristä 1 saapuvan välitysnesteen lämpötilan määrittämiseksi. Edelleen järjestelyssä on nestepatteri 12 lämpöenergian talteen ottamiseksi käyttötilasta 5 ulkoilmaan 10 ohjattavasta käyttötilasta poistettavan ilman 6 virtauksesta. Tälle nestepatterille välitysneste ohjataan tätä tarkoitusta varten varatuilla johtovälineillä. Lämmönvaihdinvälineen 8 varaajasta 9 johdetun veden vastaanottamiseksi on järjestelyssä edullisesti lämmityspiiri 14, johon välitysneste johdetaan erityisillä johtovälineillä välitysnesteen ohjaamiseksi. Käyttötilaan 5 ohjattavan ilman 7 lämpötilaa on sovitettu säätämään tuloilmapatteri 15, johon välitysneste ohjataan tähän varatuilla johtovälineillä.
Lopuksi järjestelyssä on välineet välitysnesteen johtamiseksi lämmönvaihdinvälineen 8 kautta paluupiiriin 3 ja edelleen takaisin keräyspiiriin 1.
Jotta keräyspiiristä 1 ohjattu välitysnesteen virtaus olisi jaettavissa ainakin kahteen eri siirtoputken muodostaman tulopiirin 2 osaan, voi järjestely käsittää esimerkiksi kuviossa 4 esitetyn ensimmäisen tulopiirin 2a ja toisen tulopiirin 2b. Niinpä välitysneste on sovitettu ohjautumaan tulopiirissä 2a käyttötilasta poistettavan ilman 6 virtauksesta lämmön talteen ottavalle nestepatterille 12 ja edelleen lämmönvaihdinvälineelle 8. Toisessa tulopiirissä 2b välitysneste on sovitettu ohjautumaan lämmönvaihdinvälineen varaajan lämmityspiiriin 14 ja edelleen tuloilmapatterille 15. Lämmityspiiristä tuloilmapatterille johdettu välitysneste ohjataan lämmönvaihdinvälineen jälkeiseen paluupiiriin 3 ja edelleen keräyspiiriin 1 siten, että toisessa tulopiirissä 2b jäähtynyt välitysneste ei ole sovitettu yhdistymään nestepatterilta 12 lämmönvaihdinvälineelle 8 ohjattavaan ensimmäisen tulopiirin 2a välitysnesteeseen ennen lämmönvaihdinvä-linettä. Järjestelyn kuvioissa 5 ja 6 esitetyt suoritusmuodot käsittävät lisä-lämmönvaihtimen, lisäenergialähteestä 18 talteen otetun lämpöenergian johtamiseksi välitysnesteeseen. Tällaiseen lisäenergialähteestä lämpöenergiaa keräävään piiriin on myös sovitettavissa erillinen lämmönvaihdin käyttöveden esilämmittämiseksi, jolloin lämpöenergia edullisesti on johdettavissa esilämmi-tysvaraajaan 24.
Rakennuksissa, joissa ei ole taloudellista asentaa täysimittaista ilmanvaihtojärjestelmää ja ilman jakamiseen ja keräämiseen soveltuvaa kana-vistoa, voidaan ilmanvaihto aikaansaada kuvion 1 esittämällä tavalla, ohjaamalla käyttötilaan 5 ilmaa 7 tähän tarkoitukseen tehdyn aukon tai kanavan kautta, sekä poistamalla ilma käyttötilasta vastakkaiseen seinään tai yläpohjaan tehdyn aukon kautta. Käyttötilaan ohjattavan ilman 7 lämpötila säädetään käyttötilan lämpötilaa vastaavalle tasolle järjestelmässä olevalla tuloilmapatte-rilla 15. Käyttötilasta poistettavasta ilmasta 6 otetaan lämpöä nestepatterilla 12 sisään tulevan ulkoilman tai käyttöveden lämmittämiseksi, jos sellainen mahdollisuus on järjestelmään rakennettu. Käyttötilaan ilmaa ohjaavissa ja siitä poistavissa kanavissa on tässä suoritusmuodossa edullisesti kummassakin omat puhaltimet, joilla ilmaa siirretään neste-ja tuloilmapattereille.
Nykyaikaisissa rakennuksissa, joissa ilmanvaihtoon ja mahdollisesti myös lämmönjakoon, käytetään ilmanvaihtokanavia ja joiden ilmanvaihto-järjestelmässä on käyttötilasta poistettavasta ilmasta 6 käyttötilaan 5 ohjattavaan ilmaan 7 lämpöä siirtävä kenno, esillä olevan järjestelmän mukaiset lämmön säätämiseen tarkoitetut välineet soveltuvat erinomaisesti. Käyttötilaan ohjattavan ilman 7 tuloilmapatteri 15 voidaan asentaa rakennuksen tuloilmakana-vaan ennen lämmön talteenottokennoa 16, kuvion 1 esittämällä tavalla, jolloin käyttötilaan ohjattavan ilman lämpötilaa voidaan nostaa kylmänä vuodenaikana riittävän korkeaksi ilmanvaihtokojeessa olevan lämmön talteenottokennon tehon maksimoimiseksi ja jäätymisen estämiseksi. Talteenottokennolla ilman lämpötilan täytyy olla vähintään noin +2°C, jolloin käyttötilasta poistettavan ilman 6 kondensointi on riittävää, mutta sen jäätymistä ei pääse tapahtumaan. Lämmön talteenottokennossa käyttötilaan ohjattava ilma lämpiää kennon koosta ja poistoilman lämpötilasta riippuen + 10...15°C lämpötilaan. Käyttötilaan 5 ohjattava ilma 7 on tarvittaessa vielä säädettävissä sisäilman vaatimaan lämpötilaan erityisellä jälkilämmityksellä.
Kesäaikaista rakennuksen käyttötilan jäähdytystä voidaan vielä lisätä, kun osa tuloilmapatterille 15 johdettavasta välitysnesteestä, joka on käyttötilan 5 ilmaa matalammassa lämpötilassa, ohjataan käyttötilassa olevalle erilliselle puhalluspatterille.
Rakennuksen tuulettaniisella estetään ulkoilman kosteuden vahingolliset vaikutukset rakenteille erityisesti lämpimänä vuodenaikana. Kuvion 6 mukainen rakenteiden tuuletusilma 26 on esillä olevassa järjestelyssä edullista käyttää rakennuksen vaipan läpi poistuvan energian, tai siihen kertyvän aurinkoenergian siirtämiseen lämpöä talteen ottavalle nestepatterille 19. Tuuletusilma johdetaan edullisesti kuvion 6 mukaisesti rakenteissa olevia tuuletusrakoja 27 pitkin oleellisesti tiiviiseen yläpohjatilaan 18. Tuuletusilman poistaminen rakennuksesta tapahtuu tuuletuspuhaltimella 21, jonka puhallustehoa on edellä kuvatulla tavalla säädettävä. Niinpä yli +5°C:n lämpötilassa puhallin poistaa ilmaa täydellä teholla. Yläpohjan lämpötilan ollessa +5...-10°C tuuletuspuhalti-men puhallustehoa alennetaan portaattomasti kunnes se pysähtyy kokonaan yläpohjan lämpötilan ollessa -10°C. Tuuletusilman suodatin ja perhospelti 23 estävät kanavan 22 osan jäähtymisen estämällä tai vähentämällä merkittävästi ilman liikettä mainittujen osien välissä. Tuuletuspuhaltimen pysäyttämisellä estetään samalla pääosin tai kokonaan ilman liike tuuletusraossa 27, jolloin syntynyt ilmapatsas parantaa rakenteen lämmöneristävyyttä. Käyttötilasta 5 poistettavan ilman 6 lämmön talteen ottavan neste-patterin 12 lämpöä vastaanottavan välitysnesteen lämpötila on lämpimänä vuodenaikana ulkoilmasta 10 tulevan, verrattain paljon kosteutta sisältävän, käyttötilaan ohjattavan ilman 7 lämpöä alhaisempi, jolloin lämpö siirtyy neste-patterissa tapahtuvasta kondensoitumisesta johtuen tehokkaasti välitysnestee-seen. Kondensoitunut vesi johdetaan yksinkertaisin toimin rakennuksen viemärijärjestelmään.
Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.
Claims (13)
1. Menetelmä matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen, jossa järjestely matalaenergian keräämiseksi käsittää • keräyspiirin (1), • keräyspiirissä kierrätettävän välitysnesteen, • keräyspiiripumpun (4) sekä säätöjärjestelmän välitysnesteen liikkeiden ohjaamiseksi, ja • keräyspiirin liitetyt tulopiirin (2) ja lämmönvaihdinvälineet (8) varaaji-neen (9) lämpöenergian talteen ottamiseksi, jolloin välitysnesteen avulla haetaan lämmönlähteestä, kuten maasta, kalliosta, vesistön pohjasedimentistä tai vesistöstä, saatavaa lämpöenergiaa tehokkaan keräyspiiripumpun avulla, määritellään käyttötiloissa (5) halutun sisäilman lämpötilan suhde ulkoilmassa (10) vallitsevaan lämpötilaan, ja määritellään keräyspiiristä (1) saapuvan välitysnesteen lämpötila, jolloin käyttötilojen lämpötilan ollessa ulkoilmassa vallitsevaa lämpötilaa korkeampi ja välitysnesteen lämpötilan ollessa ulkoilmasta käyttötiloihin ohjattavan ilman lämmitystarpeeseen nähden alhainen, välitysneste ohjataan lisä-kiertoon säätölaitteella käyttötiloista poistettavasta ilmasta lämmön talteen ottavalle nestepatterille (12), jossa välitysnesteeseen siirtyy lisää lämpöenergiaa, jonka jälkeen välitysneste ohjataan edelleen lämmönvaihdinvälineen varaajaan (9) liittyvään lämmityspiiriin (14) lämmitettäväksi ja tavoitettavan lämpötila-tason saavuttamiseksi, tai ulkoilman lämpötilan ollessa käyttötilojen lämpötilaa korkeampi ohitetaan sanotut poistettavasta ilmasta lämmön talteen ottavan nestepatte-rin (12) ja lämmönvaihdinvälineen varaajan lämmityspiirin (14) kautta tapahtuva välitysnesteen lisäkierto, jonka jälkeen tavoitettavan lämpötilatason omaava välitysneste johdetaan käyttötilaan (5) johdettavan ilman (7) lämpötilaa säätävälle tuloilmapat-terille (15), jolloin välitysneste säätää käyttötilaan johdettavan ilman lämpötilan erikseen määritettävissä olevalle tasolle, jotta käyttötilassa vallitseva lämpötila pysyy oleellisesti tasaisena ja voidaan välttää siihen johdettavan ilman aiheuttamaa vedon tunnetta, ja johdetaan välitysneste lämmönvaihdinvälineen paluupiirin (3) kautta takaisin keräyspiiriin (1), jossa se lämpiää lämmönlähteen luovuttamasta lämpöenergiasta, tunnettu siitä, että keräyspiiristä (1) ohjattu välitysnesteen virtaus jaetaan kahteen tai useampaan tulopiirin (2a, 2b) osaan, jolloin lämmönlähteessä kiertävän välitysnesteen nopeus voidaan ainakin kaksinkertaistaa, tarvitsematta kasvattaa keräyspiirin osana olevia lämmönkeräys-ja luovutuslaitteita, jolloin keräyspiiripumpulla (4) kierrätettävä välitysneste tullessaan läm-mönlähteestä jakautuu kahteen tai useampaan eri siirtoputkeen, joissa poistettavasta ilmasta lämmön talteen ottavan nestepatterin (12) ja lämmönvaihdinvälineen (8) varaajan (9) lämmityspiirit (14) ovat eri virtauspiireissä siten, että poistettavasta ilmasta (6) välitysnesteeseen siirtynyt lämpöenergia johdetaan jatkuvasti järjestelyssä olevan lämmönvaihdinvälineen (8) ja paluu-piirin (3) kautta takaisin keräyspiiriin (1), ja käyttötilojen (5) lämpötilan ollessa ulkoilman (10) lämpötilaa matalampi lämmitetään välitysneste lämmönvaihdinvälineen varaajan lämmityspii-rissä (14) tavoitettavaan lämpötilatasoon, jolloin tämä lämmennyt välitysneste ohjataan tuloilmapatterille (15) käyttötilaan johdettavan ilman (7) lämpötilan säätämiseksi, tai käyttötilojen lämpötilan ollessa ulkoilman lämpötilaa korkeampi, keskeytetään lämmityspiirin (14) toiminta, jonka jälkeen välitysneste ohjataan paluupiiriin (3) ja edelleen keräyspiiriin (1).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paluupiirin (3) ohjattu välitysneste ohjataan ainakin osittain suoraan keräyspiirin jälkeiseen tulopiiriin (2), jolloin lämmönlähteeseen varautuneelle lämpöenergialle annetaan aikaa siirtyä jäähtynyttä keräyspiirin putkea kohti siinä kiertävän välitysnesteen lämmittämiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistettavan ilman (6) nestepatterista (12) ohjattavaa välitysnestettä lämmitetään edelleen lämpöenergialla, joka johdetaan siihen lisäenergialäh-teestä (17), jollaisen voi muodostaa rakennuksen yläpohjatila (18), jolloin lisäenergialähteestä talteen otettu lämpöenergia johdetaan ainakin yhteen välitysnesteen läpäisemään lisälämmönvaihtimeen muodostamaan nestepatteriin (19).
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäenergialähteestä (17) otetaan lämpöenergia talteen ohjaamalla siitä ilmavirta (20) tuuletuspuhaltimen (21) avulla kanavaan (22) ja siinä olevaan välitysnestettä kierrättävään nestepatteriin (19).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmavirtaa (20) ohjaava tuuletuspuhallin (21) on lämpötilasäädetty siten, että se toimii täydellä teholla kanavassa (22) olevan ilman (20) lämpötilan ollessa yli +5°C ja teho alenee tasaisesti -10°C:een saakka, jolloin puhallin pysähtyy ja jolloin kanavaan (22) asennettu säätöpelti (23) sulkee virtausreitin estäen ilmavirtauksen aiheuttaman kanavan jäätymisen.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välitysneste järjestetään ohittamaan kanavassa (22) oleva välitys-nestettä kierrättävä nestepatteri (19), kun nestepatterin lämpötila on alhaisempi kuin kanavasta saatavan välitysnesteen lämpötila.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 3-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäenergialähteestä (17) lämpöenergiaa keräävään piirin on sovitettu lämmönvaihdin käyttöveden esilämmittämiseksi, jolloin välitysneste ohjataan kanavassa (22) olevan nestepatterin (19) kautta ottaen talteen kanavan ilmavirrasta lämpöä, josta nestepatterista välitysneste ohjataan lämmönvaihdinvälineessä (8) olevaan käyttöveden esilämmitysvaraajaan (24), johon se luovuttaa lämpöä, ja välitysneste ohjataan edelleen järjestelyssä olevan paluupiirin (3) kautta takaisin keräyspiiriin (1).
8. Järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan (5) sisäilman lämpötilan säätelemiseen, joka järjestely käsittää keräyspiirin (1), keräyspiirissä kierrätettävän välitysnesteen, keräyspiiripumpun (4) sekä säätöjärjestelmän välitysnesteen liikkeiden ohjaamiseksi, ja keräyspiirin liitetyt tulopiirin (2) ja lämmönvaihdinvälineet (8) niihin liittyvine varaajineen (9) lämpöenergian talteen ottamiseksi, mittavälineet ulkoilmassa (10) vallitsevan lämpötilan ja keräyspiiris-tä (1) saapuvan välitysnesteen lämpötilan määrittämiseksi, nestepatterin (12) lämmön talteen ottamiseksi käyttötilasta (5) poistettavasta ilmasta (6), välineet välitysnesteen ohjaamiseksi sanotulle nestepatterille (12), lämmönvaihdinvälineen (8) varaajaan (9) yhdistyvän lämmityspii- rin (14), välineet välitysnesteen ohjaamiseksi sanotulle lämmityspiirille, käyttötilaan (5) johdettavan ilman (7) lämpötilaa säätävä tuloilmapat- teri (15), välineet välitysnesteen ohjaamiseksi sanotulle tuloilmapatterille, välineet välitysnesteen johtamiseksi lämmönvaihdinvälineen (8) kautta paluupiiriin (3) ja edelleen takaisin keräyspiiriin (1), tunnettu siitä, että keräyspiiristä (1) ohjattu välitysnesteen virtaus on sovitettu jaettavaksi ainakin kahteen eri siirtoputken muodostaman tulopiirin osaan (2a, 2b), jolloin ensimmäisessä tulopiirissä (2a) välitysneste on sovitettu ohjautumaan poistettavasta ilmasta (6) lämmön talteen ottavalle nestepatterille (12) ja edelleen lämmönvaihdinvälineelle (8), ja toisessa tulopiirissä (2b) välitysneste on sovitettu ohjautumaan lämmönvaihdinvälineen (8) varaajaan (9) yhdistettyyn lämmityspiiriin (14) ja edelleen tuloilmapatterille (15) siten, että lämmityspiiristä (14) tuloilmapatterille (15) johdettu välitysneste ohjataan lämmönvaihdinvälineen (8) jälkeiseen paluupiiriin (3) ja edelleen keräyspiiriin (1) siten, että toisessa tulopiirissä (2b) jäähtynyt välitysneste ei ole sovitettu yhdistymään nestepatterilta (12) lämmönvaihdinvälineelle (8) ohjattavaan ensimmäisen tulopiirin (2a) välitysnesteeseen ennen lämmönvaihdinvä-linettä.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää lisälämmönvaihtimen muodostavan nestepatte-rin (19), lisäenergialähteestä (17) talteen otetun lämpöenergian johtamiseksi välitysnesteeseen.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lisäenergialähteen (17) lämpöenergia on sovitettu ohjattavaksi tuule-tuspuhaltimella (21) lisälämmönvaihtimen muodostavaan nestepatteriin (19).
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että tuuletuspuhallin (21) on lämpötilasäädetty siten, että se on sovitettu toimimaan täydellä teholla lisäenergialähteen (17) lämpötilan ollessa yli +5°C, tehon ollessa sovitettu alentumaan tasaisesti lisäenergialähteen lämpötilan laskiessa -10°C:een saakka, jolloin tuuletuspuhallin on järjestetty pysähtymään, nestepatterin (19) vastaanottavan kanavan (22) käsittäessä säätö-pellin (23) virtausreitin sulkemiseksi.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välitysneste on järjestetty ohittamaan nestepatteri (19) tuuletuspu-haltimen (21) ollessa pysähtynyt.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lisäenergialähteestä (17) lämpöenergiaa keräävä nestepatteri (19) käsittää piirin käyttöveden esilämmittämiseksi.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20105458A FI125078B (fi) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen |
| EP11774480A EP2564122A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-04-26 | Method and arrangement for using low-energy source for controlling air temperature in room space |
| CA2795207A CA2795207A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-04-26 | Method and arrangement for using low-energy source for controlling air temperature in room space |
| PCT/FI2011/050372 WO2011135177A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-04-26 | Method and arrangement for using low-energy source for controlling air temperature in room space |
| US13/634,024 US20130000882A1 (en) | 2010-04-27 | 2011-04-26 | Method and arrangement for using low-energy source for controlling air temperature in room space |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20105458 | 2010-04-27 | ||
| FI20105458A FI125078B (fi) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20105458A0 FI20105458A0 (fi) | 2010-04-27 |
| FI20105458A FI20105458A (fi) | 2011-10-28 |
| FI125078B true FI125078B (fi) | 2015-05-29 |
Family
ID=42133298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20105458A FI125078B (fi) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130000882A1 (fi) |
| EP (1) | EP2564122A1 (fi) |
| CA (1) | CA2795207A1 (fi) |
| FI (1) | FI125078B (fi) |
| WO (1) | WO2011135177A1 (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140235157A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Venmar Ces, Inc. | Dedicated outdoor air system with pre-heating and method for same |
| FR3012207B1 (fr) * | 2013-10-18 | 2018-03-09 | David VENDEIRINHO | Dispositif permettant de chauffer ou de refroidir un logement avec une ventilation double flux |
| EP3184933A1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-06-28 | Mamet, Radoslaw | Device integrating a heat pump, a heat source and electricity sources |
| EP3690336A4 (en) * | 2017-09-26 | 2020-09-23 | Mitsubishi Electric Corporation | REFRIGERATION CIRCUIT DEVICE |
| WO2021001714A1 (en) * | 2019-06-29 | 2021-01-07 | Mehta Alpesh | Automated modular heating cooling and ductless ventilation system |
| CN112155406B (zh) * | 2020-09-10 | 2021-11-09 | 九阳股份有限公司 | 烹饪设备及其温度控制方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2780415A (en) * | 1952-02-23 | 1957-02-05 | Frazer W Gay | Heat pump operated system for house heating |
| US2722107A (en) * | 1952-04-08 | 1955-11-01 | Frazer W Gay | House cooling system |
| US4165036A (en) * | 1977-08-29 | 1979-08-21 | Milton Meckler | Multi source heat pump air conditioning system |
| US4242872A (en) * | 1978-12-18 | 1981-01-06 | Dunham-Bush, Inc. | Attic mounted solar assist multi-source/sink residential heat pump system |
| US4920757A (en) * | 1988-08-18 | 1990-05-01 | Jimmy Gazes | Geothermal heating and air conditioning system |
| FI92867C (fi) * | 1991-11-22 | 1997-07-08 | Suomen Puhallintehdas Oy | Ilmastointilaitteisto huonetiloja varten |
| FI92868C (fi) * | 1993-07-07 | 1996-02-06 | Abb Installaatiot Oy | Menetelmä ja järjestelmä lämmönsiirron säätämiseksi ilmanvaihto- tai ilmastointilaitoksessa |
| US5937665A (en) * | 1998-01-15 | 1999-08-17 | Geofurnace Systems, Inc. | Geothermal subcircuit for air conditioning unit |
| DE10249562B8 (de) * | 2002-06-20 | 2016-08-04 | Ventilair Group International Bvba | Lüftungsgerät insbesondere für Niedrigenergiehäuser |
| FI20021333A (fi) * | 2002-07-05 | 2004-01-06 | Uponor Innovation Ab | Menetelmä ja sovitelma rakennuksen lämpötilan hallitsemiseksi |
| AT502029B1 (de) * | 2005-06-09 | 2007-01-15 | Drexel Und Weiss Energieeffizi | Einrichtung zur belüftung und beheizung von gebäuden |
-
2010
- 2010-04-27 FI FI20105458A patent/FI125078B/fi not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-04-26 WO PCT/FI2011/050372 patent/WO2011135177A1/en active Application Filing
- 2011-04-26 CA CA2795207A patent/CA2795207A1/en not_active Abandoned
- 2011-04-26 US US13/634,024 patent/US20130000882A1/en not_active Abandoned
- 2011-04-26 EP EP11774480A patent/EP2564122A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130000882A1 (en) | 2013-01-03 |
| CA2795207A1 (en) | 2011-11-03 |
| FI20105458A (fi) | 2011-10-28 |
| FI20105458A0 (fi) | 2010-04-27 |
| WO2011135177A1 (en) | 2011-11-03 |
| EP2564122A1 (en) | 2013-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11371720B2 (en) | Thermal energy network and methods of providing thermal energy | |
| FI125078B (fi) | Menetelmä ja järjestely matalaenergialähteen käyttämiseksi käyttötilan ilman lämpötilan säätelemiseen | |
| RU2382281C1 (ru) | Система автономного теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений | |
| CN112768804B (zh) | 一种利用地下水冷却集装箱储能系统的方法及其温度调节系统 | |
| KR20130128661A (ko) | 태양열 및 열원 히트펌프장치와 지역난방 환수열장치의 연계장치 | |
| US10030913B1 (en) | Heat pipe dry cooling system | |
| KR20180126941A (ko) | 복합 집열기 적용 하이브리드 히트펌프 시스템의 제어 시스템 | |
| CN103900287A (zh) | 太阳能与地热能联合运行的热交换系统 | |
| CN106091198A (zh) | 辐射板冷暖一体化空气调节系统 | |
| CN101731732B (zh) | 太阳能光电热一体化智能密集式烤房 | |
| CN104296229A (zh) | 一种分离式太阳能热管供暖供热水装置及其方法 | |
| US4616487A (en) | Low energy consumption air conditioning system | |
| EP2450641B1 (en) | An installation for heat recovery from exhaust air using a heat pump, and a building comprising said installation | |
| EP2657619B1 (en) | Method and device for controlling a hybrid heating and ventilation system | |
| CN103266998B (zh) | 一种循环热管式高层建筑底层温差通风发电系统 | |
| CN202868844U (zh) | 模块化辐射换热终端及余热回收辐射管网热泵系统 | |
| KR101477995B1 (ko) | 바닥 복사 냉난방 및 공조 시스템 | |
| RU2526675C2 (ru) | Нагреватель, работающий на солнечной энергии, и способ нагрева с использованием солнечной энергии | |
| CN107120868A (zh) | 一种提高地源热泵系统能效比的冷却水控制系统 | |
| DK2821714T3 (en) | Heating system for a building | |
| CN204187891U (zh) | 一种利用太阳能和地能的节能型制冷热系统 | |
| CN110057008A (zh) | 实现冷、热、电三联供集pv/t与地源热泵一体的系统 | |
| EP4382816B1 (en) | System for heating or cooling of a building | |
| RU75015U1 (ru) | Установка для теплоснабжения, охлаждения и вентиляции помещений | |
| CN114711067B (zh) | 集成化温室热环境调控系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 125078 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |